Una zeolita cristalina microporosa que tiene un entramado estratificado de al menos unidades tetraédricas AlO2 y SiO2 y una composición en una base recién sintetizada y anhidra expresada por la fórmula empírica de:

n+ p+ Mm Rr Al1-xExSiyOz donde M es al menos un catión intercambiable seleccionado del grupo constituido por metales alcalinos y alcalinotérreos, "m" es la relación molar de M a (Al+E) y varía desde 0 a 2,0, R es al menos un catión organoamónico seleccionado del grupo constituido por cationes amonio cuaternario, cationes amonio dicuaternario, aminas protonizadas, diaminas protonizadas, alcanolaminas protonizadas y cationes alcanolamonio cuaternizados, "r" es la relación molar de R a (Al+E) y tiene un valor de 0,05 a 5,0, "n" es la valencia media ponderada de M y tiene un valor de 1 a 2, "p" es la valencia media ponderada de R y tiene un valor de 1 a 2, E es un elemento seleccionado del grupo constituido por galio, hierro, boro, cromo, indio y mixturas de los mismos, "x" es la fracción molar de E y tiene un valor de 0 a 0,50, "y" es la relación molar de Si a (Al+E) y varía desde 6,5 a 35, y "z" es la relación molar de O a (Al+E) y tiene un valor determinado por la ecuación: y se caracteriza porque la misma tiene el patrón de difracción de rayos X que tiene al menos los espaciamientos d y las intensidades expuestas en la Tabla A:

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a zeolitas de aluminosilicato designadas UZM-8 y UZM-8HS y diversos usos de las mismas. Estas zeolitas pueden utilizarse como catalizadores en procesos tales como isomerización de xilenos y síntesis de etilbenceno.

Las zeolitas son composiciones cristalinas de aluminosilicato que son microporosas y que se forman a partir de tetraedros de AlO2 y SiO2 que comparten un vértice. Numerosas zeolitas, tanto existentes naturalmente como preparadas por síntesis, se utilizan en diversos procesos industriales. Las zeolitas sintéticas se preparan por síntesis hidrotérmica empleando fuentes adecuadas de Si, Al y agentes directores de la estructura tales como metales alcalinos, metales alcalinotérreos, aminas, o cationes organoamónicos. Los agentes directores de la estructura residen en los poros de la zeolita y son en gran parte responsables de la estructura particular que se forma finalmente. Estas especies químicas equilibran la carga de entramado asociada con el aluminio y pueden servir también como rellenos de espacios. Las zeolitas se caracterizan por tener aberturas de poro de dimensiones uniformes, tener una capacidad importante de intercambio iónico, y ser capaces de desorber reversiblemente una fase adsorbida que está dispersada por todos los huecos internos del cristal sin desplazar significativamente cualesquiera de los átomos que constituyen la estructura permanente del cristal de la zeolita. Las zeolitas pueden utilizarse como catalizadores para conversiones de hidrocarburos, las cuales pueden tener lugar en las superficies externas y en las superficies internas dentro del poro.

Los Solicitantes han sintetizado una nueva familia de materiales designada UZM-8. Las composiciones UZM-8 son aluminosilicatos que tienen relación molar Si/Al de 6,5 a 35. Las composiciones UZM-8 exhiben patrones de difracción de rayos X singulares comparadas con otras zeolitas conocidas. Estas composiciones UZM-8 se preparan a partir de mezclas de reacción acuosas que contienen compuestos organoamónicos o una mixtura de compuestos organoamónicos y compuestos alcalinos y/o alcalinotérreos. Los compuestos organoamónicos utilizados para producir UZM-8 son acíclicos, no contienen sustituyentes cíclicos y por lo general son muy sencillos. Ejemplos preferidos de compuestos organoamónicos utilizados para producir UZM-8 incluyen los cationes dietildimetilamonio (DEDMA), etiltrimetilamonio (ETMA) o hexametonio (HM).

Aunque las composiciones UZM-8 tienen ciertas semejanzas con un material estratificado identificado como MCM56, existen diferencias suficientes que hacen que las composiciones UZM-8 sean estructuralmente diferentes de los materiales MCM-56 y son por tanto estructuras singulares de nuevas zeolitas. La preparación de MCM-56 se describe en US-A-5.362.697, donde se afirma que MCM-56 se prepara a partir de una mixtura de reacción que contiene una combinación de metales alcalinos y hexametileno-imina (HMI) como agentes directores y requiere que la fuente de sílice sea una fuente de sílice predominantemente sólida que comprende al menos 30% en peso de SiO2. Se afirma adicionalmente en la patente '697 que la reacción debe detenerse y extinguirse en un momento anterior a la formación de cantidades importantes de MCM-49 en la mixtura de reacción. La síntesis de MCM-49 se describe en US-A-5.236.575 e implica de nuevo una combinación de metales alcalinos y agentes directores de la estructura HMI más una fuente de sílice predominantemente sólida que comprende al menos 30% en peso de SiO2. Después de la calcinación, la composición MCM-49 no puede distinguirse fácilmente de la MCM-22 calcinada que tiene la topología estructural MWW. Se afirma adicionalmente en J. Phys. Chem., 1996, 100, p. 3788-3798, que en la forma tal como resulta de la síntesis, MCM-49 tiene esencialmente la topología MWW. Así pues, MCM-56 es una estructura intermedia en la formación de MCM-49 que, en la forma calcinada, es virtualmente igual que MCM-22, las dos cuales tienen la estructura MWW. La patente '697 describe adicionalmente la MCM-56 como una estructura estratificada tanto en su forma recién sintetizada como en su forma calcinada, basándose en la capacidad de hinchamiento reivindicada del material.

En contraste con MCM-56, UZM-8 no es un compuesto intermedio en la formación de MCM-49. Adicionalmente, los materiales UZM-8 pueden sintetizarse a partir de una mixtura de reacción exenta de álcali utilizando un catión organoamónico tal como el catión DEDMA que ofrece gran estabilidad y robustez sin la formación de MCM-49 u otras impurezas. No obstante, en el sistema HMI/Na, la variación de la cantidad relativa de agente director de la estructura amínica a compuesto de metal alcalino y/o metal alcalinotérreo puede producir el sistema MCM-56/MCM49 con un contenido relativo de álcali mayor o un precursor de MCM-22 con contenido relativo de álcali menor. Las condiciones de reacción, principalmente temperatura y tiempo, se utilizan para distinguir MCM-56 y MCM-49 en el sistema de contenido de álcali mayor que es difícil de controlar, conduciendo al requerimiento de extinción de la mixtura de reacción de MCM-56 antes que se formen cantidades significativas de MCM-49. Por último, UZM-8 es un material estratificado en el sentido de que la forma que resulta directamente de la síntesis es hinchable y tiene un patrón de difracción de rayos X que es distinguible de MCM-56.

Las composiciones UZM-8 se han modificado también por utilización de una o más técnicas seleccionadas de extracción con ácido, calcinación, tratamiento con vapor y tratamiento con hexafluorosilicato de amonio; los Solicitantes han podido controlar el contenido de aluminio de las zeolitas UZM-8 hasta aproximadamente todo sílice en tanto que mantienen su estructura y porosidad. Las estrategias de desaluminación se conocen en la técnica y han sido dadas por Breck (véase D.W. Breck, Zeolite Molecular Sieves, Wiley and Sons, Nueva York (1974), p. 441) y Skeels y Breck (véase US-A-4.610.856). El resultado es un material UZM-8 modificado (UZM-8HS) que contiene menos aluminio que la composición UZM-8 de partida. El control del contenido de Al en la zeolita permite ajustar las propiedades asociadas con el Al, tales como capacidad de intercambio iónico y acidez, proporcionando con ello catalizadores y/o adsorbentes mejorados. Estas composiciones modificadas han sido designadas UZM-8HS.

**(Ver fórmula)**

Los materiales UZM-8 de esta invención son térmicamente estables y pueden utilizarse en sus formas ácidas como catalizadores en procesos de conversión de hidrocarburos, con inclusión de la síntesis de etilbenceno e isomerización de xilenos, pero también en procesos de separación, adsorción, y aplicaciones de intercambio iónico.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1a presenta los patrones de difracción de rayos X para composiciones UZM-8 tal como resultan de la síntesis de los ejemplos 1 y 4, y para la zeolita MCM-56.

La Figura 1b presenta patrones de difracción de rayos X para las composiciones UZM-8 calcinadas de los Ejemplos 1 y 4, y para la zeolita MCM-56.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y REALIZACIONES PREFERIDAS

Los Solicitantes han preparado una familia de zeolitas de aluminosilicato y aluminosilicato sustituido que se designan UZM-8. En una realización de la invención, las zeolitas UZM-8 se preparan en un medio de reacción exento de álcali en el cual se utilizan únicamente una o más especies químicas organoamónicas como agentes directores de la estructura. En este caso, la zeolita cristalina microporosa (UZM-8) tiene una composición en la forma tal como resulta de la síntesis y en base anhidra expresada por la fórmula empírica:

Rrp+Al1-xExSiyOz

donde R es al menos un catión organoamónico seleccionado del grupo constituido por aminas protonizadas, diaminas protonizadas, iones amonio cuaternario, iones amonio dicuaternario, alcanolaminas protonizadas e iones alcanolamonio cuaternizados. Los cationes organoamónicos preferidos son aquéllos que son acíclicos o aquéllos que no contienen un grupo cíclico como sustituyente. De éstos, son especialmente preferidos aquéllos que contienen al menos dos grupos metilo como sustituyentes. Ejemplos de cationes preferidos incluyen, sin limitación, DEDMA, ETMA, HM y mixturas de los mismos. La relación de R a (Al+E) se representa por "r", que varía desde 0,05 a 5. El valor de "p" que es la valencia media ponderada de R varía de 1 a 2. La relación de Si a (Al+E) se representa por... [Seguir leyendo]

1. Una zeolita cristalina microporosa que tiene un entramado estratificado de al menos unidades tetraédricas AlO2 y SiO2 y una composición en una base recién sintetizada y anhidra expresada por la fórmula empírica de:

n+Rr

Mm p+Al1-xExSiyOz

donde M es al menos un catión intercambiable seleccionado del grupo constituido por metales alcalinos y alcalinotérreos, "m" es la relación molar de M a (Al+E) y varía desde 0 a 2,0, R es al menos un catión organoamónico seleccionado del grupo constituido por cationes amonio cuaternario, cationes amonio dicuaternario, aminas protonizadas, diaminas protonizadas, alcanolaminas protonizadas y cationes alcanolamonio cuaternizados, "r" es la relación molar de R a (Al+E) y tiene un valor de 0,05 a 5,0, "n" es la valencia media ponderada de M y tiene un valor de 1 a 2, "p" es la valencia media ponderada de R y tiene un valor de 1 a 2, E es un elemento seleccionado del grupo constituido por galio, hierro, boro, cromo, indio y mixturas de los mismos, "x" es la fracción molar de E y tiene un valor de 0 a 0,50, "y" es la relación molar de Si a (Al+E) y varía desde 6,5 a 35, y "z" es la relación molar de O a (Al+E) y tiene un valor determinado por la ecuación:

**(Ver fórmula)**

y se caracteriza porque la misma tiene el patrón de difracción de rayos X que tiene al menos los espaciamientos d y las intensidades expuestas en la Tabla A:

Tabla A

20 2. La zeolita de la reivindicación 1 donde la zeolita es térmicamente estable hasta una temperatura de 600ºC.

3. La zeolita de la reivindicación 1 ó 2 donde R se selecciona del grupo constituido por dietildimetilamonio, etiltrimetilamonio, hexametonio y mixturas de los mismos.

4. La zeolita de la reivindicación 1 ó 2 ó 3 donde "m" es cero.

5. Una zeolita cristalina microporosa que tiene un entramado tridimensional de al menos unidades tetraédricas 25 SiO2 y una composición empírica en base anhidra en términos de relaciones molares de los elementos de:

**(Ver fórmula)**

donde M1 es al menos un catión intercambiable seleccionado del grupo constituido por metales alcalinos, metales alcalinotérreos, metales de las tierras raras, ion amonio, ion hidrógeno y mixturas de los mismos, a es la relación molar de M1 a (Al+E) y varía desde 0,05 a 5,0, E es un elemento seleccionado del grupo constituido por galio, hierro, boro, cromo, indio y mixturas de los mismos, x es la fracción molar de E y varía desde 0 a 1,0, n es la valencia media ponderada de M1 y tiene un valor de +1 a +3, y' es la relación molar de Si a (Al+E) y es mayor que 6,5, y z" es la relación molar de O a (Al+E) y tiene un valor determinado por la ecuación:

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

caracterizándose la zeolita porque tiene un patrón de difracción de rayos X que tiene al menos los espaciamientos d y las intensidades relativas expuestas en la Tabla B:

Tabla B

6. Un proceso de conversión de hidrocarburos que comprende poner en contacto una corriente hidrocarbonada con un material compuesto catalítico en condiciones de conversión de hidrocarburos para dar un producto convertido, comprendiendo el material compuesto catalítico la zeolita de las reivindicaciones 1 ó 2 ó 3 ó 4 ó 5.

7. El proceso de la reivindicación 6 en donde el proceso de conversión de hidrocarburos se selecciona del grupo

10 constituido por alquilación de aromáticos, isomerización de xilenos, craqueo de nafta, apertura de anillo, transalquilación, alquilación de isoparafinas e isomerización de etilbenceno.